WebSocket 是一種基于TCP的網絡通信協議，允許瀏覽器和服務器之間進行全雙工、實時、低延遲的雙向數據傳輸。它突破了傳統HTTP協議的限制（請求-響應模式），特別適合需要實時通信的場景（如聊天、實時數據推送、游戲等）。
核心特點
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全雙工通信
客戶端和服務器可以同時發送和接收數據，無需等待對方的響應。 -
持久連接
連接建立后（通過HTTP握手），會保持打開狀態，直到任意一方主動關閉，避免了頻繁建立連接的開銷。 -
低延遲
由于連接復用和實時傳輸，相比輪詢或長輪詢（Long Polling），延遲顯著降低。 -
二進制和文本數據支持
可以傳輸文本（如JSON）和二進制數據（如圖片、視頻）。 -
跨域支持
原生支持跨域通信，無需額外配置（如CORS）。
工作原理
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握手階段（HTTP升級）
客戶端通過HTTP請求發送升級協議頭，服務器確認后，連接從HTTP升級為WebSocket：// 客戶端請求 GET /chat HTTP/1.1 Host: example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat Sec-WebSocket-Version: 13// 服務器響應 HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat -
數據傳輸階段
握手成功后，連接轉為TCP通道，雙方通過**幀（Frame）**格式交換數據，無需HTTP頭部，開銷極小。 -
連接關閉
任意一方發送關閉幀（Close Frame）終止連接。
與HTTP的對比
| 特性 | HTTP | WebSocket |
|---|---|---|
| 通信模式 | 請求-響應（半雙工） | 全雙工 |
| 連接狀態 | 短連接（每次請求新建） | 持久連接 |
| 實時性 | 低（需輪詢） | 高（實時推送） |
| 協議開銷 | 高（每次請求帶頭部） | 低（僅握手時用HTTP） |
| 典型場景 | 靜態資源、API調用 | 聊天、實時數據更新 |
應用場景
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實時通信
- 即時聊天（如微信、QQ）、在線客服。
- 多人協作工具（如Google Docs的實時編輯）。
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數據推送
- 股票行情、體育賽事比分、天氣預報更新。
- 消息通知（如郵件、社交平臺提醒）。
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游戲與直播
- 實時多人游戲（如在線棋牌）。
- 音視頻直播彈幕、互動功能。
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物聯網（IoT）
- 設備狀態監控、遠程控制（如智能家居）。
實現方式
客戶端（瀏覽器）
使用JavaScript的WebSocket API：
// 建立連接
const ws = new WebSocket('ws://example.com/socket');// 連接打開時觸發
ws.onopen = () => {ws.send('Hello, server!');
};// 收到消息時觸發
ws.onmessage = (event) => {console.log('Received:', event.data);
};// 連接關閉時觸發
ws.onclose = () => {console.log('Connection closed');
};
服務端
常見的服務器端實現：
- Node.js：使用
ws、socket.io或uWebSockets.js庫。 - Java：使用Spring WebSocket、Jetty或Tomcat內置支持。
- Python：使用
websockets、Tornado或Django Channels。 - Go：使用標準庫
net/http中的WebSocket支持。
注意事項
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兼容性
現代瀏覽器（IE 10+、Chrome、Firefox等）均支持，但需注意舊版瀏覽器的兼容性。 -
代理與防火墻
部分企業防火墻可能限制WebSocket連接，需配置允許ws://或wss://（TLS加密）協議。 -
心跳機制
為避免連接被中間設備斷開，需實現心跳包（Ping/Pong幀）。 -
安全性
生產環境應使用wss://（WebSocket over TLS）加密傳輸，防止數據被竊聽。
總結
WebSocket是現代Web應用中實現實時通信的首選技術，它通過持久連接和全雙工通信，解決了HTTP協議在實時性方面的局限，廣泛應用于需要即時數據交互的場景。
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